Международный союз охраны природы

ГЛАВА 2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ

Начало формирования нашей Вселенной ученые (Шкловский, 1984, и др.), связывают с Большим Взрывом около 12 млрд лет назад, который из существовавших до этого в космическом пространстве только элементарных ядерных частиц и фотонов породил огромную массу наиболее легких элементов – водорода и гелия, возможно еще и других легких элементов – лития, бериллия, бора. Эти элементы сразу же после взрыва существовали в виде более или менее однородной водородно-гелиевой плазмы, т.е. ионизированного газа с температурой около 4000 ?С со средней ничтожной плотностью 3000 частиц на 1 см3. Радиус плазменного облака составлял вначале около 15 млн световых лет, но, как следствие Большого Взрыва, Вселенная стремительно расширяется, и современный ее диаметр оценивается в 20 млрд световых лет, т.е. свет, движущийся со скоростью около 300 тыс. км/с, пролетит расстояние из одного края видимого нам звездного мира до другого края за 20 млрд лет, – так невероятно огромны размеры нашей Вселенной.

Из этой простейшей водородно-гелиевой плазмы в ходе ее дальнейшей эволюции возникло все огромное многообразие химических веществ. Главным механизмом этой эволюции, сопровождающейся непрерывным усложнением Вселенной, было очаговое охлаждение первично однородной плазмы, порождавшее в ней определенные участки гравитационной конденсации вещества. Вследствие этого плазма распадалась на огромные сгустки, из которых в дальнейшем образовались скопления галактик, потом сами галактики и далее звездные и плането-звездные системы, формирование которых продолжается и в настоящее время.

С появлением звезд началась дальнейшая эволюция химического состава Вселенной. Внутри звезд легкие химические элементы преобразовывались в другие, более тяжелые, существующие сейчас элементы за счет термоядерного синтеза – слияния ядер более легких элементов, их сгорания в недрах звезд и при заключительных взрывах достаточно крупных сверхновых звезд (Тейлор, 1975). При таких взрывах новообразованные химические элементы были выброшены в космическое пространство, а затем уже вошли в состав звезд нового поколения, т.е. процесс образования элементов был многократный.

Это образование элементов шло только в звездах критической массой не менее 0,3 массы нашего Солнца. При меньшей массе космические тела остаются на планетной стадии развития и излучают только тепловую энергию их гравитационного сжатия; при большей массе в их недрах становится возможным развитие термоядерных реакций с образованием новых химических элементов. Эти реакции сопровождаются выделением энергии, препятствующей сжатию звезд и обеспечивающей их светимость.

Синтез этих элементов происходит в настоящее время в недрах нашего Солнца, образовавшегося вместе с окружающей его планетной системой около 5 млрд лет назад. Солнце является обыкновенной небольшой звездой (желтым карликом). Таких звезд в нашей галактике насчитывается несколько миллиардов. Все они мало меняются со временем, относясь к типу долгоживущих звезд, в отличие от более массивных быстро эволюционирующих звезд с короткими периодами жизни. В звездной эволюции молодые звезды возникают путем концентрации вещества газо-пылевидных туманностей, которые образовались в недрах звезд более ранних поколений, так что в их состав входит все больше тяжелых химических элементов, возникших в результате ядерного синтеза в недрах и при взрывах звезд предыдущих поколений. Солнце, в фотосфере которого установлено 75 химических элементов, унаследовало от периода предшествующей звездной эволюции химический состав космического вещества.

Непосредственно формирование Солнечной системы и планеты Земля по современным представлениям, например, в соответствии с кометной гипотезой А.А.Маракушева (1992), происходило следующим образом. Сначала существовала газопылевая туманность в виде гигантского дискообразного вращающегося облака, состоящего из мелких пылевидных железо-силикатных частиц и газов – водорода и воды. По мере понижения температуры в этом облаке газы начали превращаться в твердое ледяное состояние и намерзать на железо-силикатные пылинки, увеличивая размер твердых частиц с формированием кометоподобных ледяных частиц. В последних более 90 % вещества – лед водного или водородного состава, а остальное – мелкие железо-силикатные включения. Это состав типичных комет. В последующем кометное вещество, присутствующее в виде хаотически двигающихся, соударяющихся частиц, начало концентрироваться в виде сгущений, максимальных по объему в центре туманности – на месте современного Солнца, и более мелких по периферии – на месте современных планет. В этих сгущениях происходило гравитационное притяжение мелких частиц более крупными и их последующее разрастание в более крупные кометы, астероиды и далее в планеты и Солнце. Этот процесс называется аккрецией.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56